Ugrás a tartalomhoz

Növényélettan

Ördög Vince, Molnár Zoltán (2011)

Debreceni Egyetem, Nyugat-Magyarországi Egyetem, Pannon Egyetem

Növényi hormonok alkalmazása a növénytermesztésben

Növényi hormonok alkalmazása a növénytermesztésben

A növekedés és fejlődés szabályozása növényi hormonokkal

A növényi növekedést szabályozó vegyületeket elterjedten használják mind a szántóföldi, mind pedig a kertészeti termelésben. A szintetikus auxinokat már évtizedek óta használják közvetlenül vagy közvetve a termesztett növények terméshozamának a növelésére. A gyakorlati felhasználás ma már számtalan más területre is kiterjed, amely azonban a dugványok gyökereztetésén kívül nem túl széleskörű. Ennek oka az, hogy ezeknek a vegyületeknek a hatása sok más tényező egyidejű jelenlététől vagy hiányától függ. A gyomirtáson kívül a következő célokra alkalmaznak auxinokat:

  • hajtásdugványok gyökereztetése,

  • rügyfakadás, csírázás gátlása,

  • virágképzés, megtermékenyülés gátlása,

  • a termések fejlődésének a szabályozása, partenokarp termések előállítása,

  • a szervek (pl. termések) leválásának a gátlása.

A felsorolt hatásokra nem minden auxin képes és nem minden növény reagál egyformán. A gyakorlati felhasználás újabb módja az, hogy az auxinokat más élettani hatású anyagokkal kombinálják, pl. 2,4-D szubletális koncentrációjú oldatát Fe, Mn, Cu, Zn, B mikroelemekkel kombinálva terméshozam növelést értek el burgonyánál, borsónál, babnál, cukorrépánál, kukoricánál, sőt a burgonyánál minőségi javulást is, szöveti szerkezeti vonatkozásban. Meg kell említeni továbbá az auxinok alkalmazását a stresszhatások leküzdése céljából. Ennek egyik lehetősége a szárazság- és hidegtűrés fokozása, a másik pedig a terméskötés és érés kedvező időpontra időzítése auxin (vagy más hormon) kezeléssel.

A szintetikus auxinok mellett az antiauxinokat is alkalmazzák a gyakorlatban:

  • hagyma tárolás során történő kihajtásának gátlása,

  • burgonya tárolás során történő kihajtásának gátlása,

  • dohány sarjhajtások növekedésének gátlása,

  • fűfélék növekedésének gátlása,

  • cukornád érésének elősegítése,

  • növénybetegségek, főként Fusarium-os fertőzés megakadályozása,

  • bokrosodás elősegítése.

A citokinineket elsősorban az öregedési folyamatok késleltetése terén alkalmazzák. A rügyfakadás és csírázás serkentése során szintén alkalmazzák őket. Jelentős szerepük van a levelek lehullásának a gátlásában, továbbá a kedvező termésméret és forma kialakításában. A dísznövény-kertészethez kapcsolódó felhasználási lehetőség, hogy a vágott virágok vízében oldott citokinin-tartalmú adalékok a virágok hervadását jelentős mértékben késleltetik. A gibberellinek, sokoldalú fiziológiai aktivitásuk következtében, mint pl. a megnyúlásos növekedés serkentése, a partenokarpia indukciója, a nyugalmi állapot megszüntetése, a magvak csírázásának meggyorsítása, a virágzás és a virágok nemi jellegének szabályozása, a mezőgazdasági gyakorlatban széleskörűen felhasználhatók. Ezeknél a munkáknál a legáltalánosabban használt gibberellin a GS3, mivel ez a kereskedelmi forgalomban beszerezhető. A GS3 hatását a kultúrnövények túlnyomó többségén kipróbálták és fokozatosan tisztázódtak azok a lehetőségek, ahol alkalmazása hatásos és gazdaságos. A GS3-at leggyakrabban permetezéssel juttatják ki a növényre, de bizonyos esetekben, például magvak nyugalmi állapotának megszakításakor, a kezelés a gibberellin oldatban való áztatással történik. A GS3 gyakorlati alkalmazásának a szőlőtermesztés volt az első és még napjainkban is fő területe (3.12. ábra). Sikeresen használható a GS3 partenokarpia indukciójára, a mag nélküli fajtáknál pedig a jellegzetesen alacsony terméshozam növelésére, mert a bogyók a kezelés hatására nagyobbak lesznek, egyes fajtáknál pedig a bogyók száma is emelkedik. A GS3-kezelés után általában gyengébb a szőlők fertőződése fitopatogén gombákkal. Ez a hatás azzal magyarázható, hogy a gibberellin serkenti a fürt tengelyének növekedését is, ezáltal a fürtök lazábbak lesznek és így nem alakulhat ki a gombák számára kedvező mikroklíma. A kezelt bogyók vastagabb héjúak lesznek, ami szintén nehezíti a fertőzést. 1957-től alkalmazzák a GS3-t a virágzás nem induktív körülmények között történő kiváltására, a rügyek kihajtásának serkentésére, haszonnövények vegetatív részeinek növekedés serkentésére, valamint a virágok nagyságának és élettartamának növelésére; 1958-tól pedig a terméskötés és a termésnövekedés fokozására. 1960-ban kezdték alkalmazni az uborkán a porzós virágok képződésének indukálására és a saláta maghozamának növelésére. A gibberellinnek a csírázó magvak enzimaktivitását fokozó hatását a malátaipar már régen hasznosítja. A GS kezelést cukornád terméshozamának fokozására is felhasználják. Hawaii-ban a hűvösebb téli hónapokban az internódiumok megnyúlás a mérséklődik és ez csökkent terméshez is vezet, hiszen a nádcukor felhamozódásának helye az internódium. Ez GS kezelés sel kiküszöbölhető. A GS3-t a citromfélék éretlen terméseinek kezelésére is használják, mivel jelentősen késlelteti az érést, így a termések tovább maradhatnak a fákon és a szüret időtartama megnyújtható.

Figure 4.12. 3.12. ábra: A gibberellin indukálta termésnövekedés Thompson mag nélküli szőlőben (balra – kontroll, jobbra – GS-al kezelt).

3.12. ábra: A gibberellin indukálta termésnövekedés Thompson mag nélküli szőlőben (balra – kontroll, jobbra – GS-al kezelt).

Forrás: Taiz-Zeiger, 2010

A hajtás és a gyökér arányára gyakorolt kedvező hatás, a virágkezdemények képződésére, a termések, gyümölcsök érésére, a levél- és termés lehullásra gyakorolt hatása miatt az etilént a mező- és kertgazdaságban széles körben használják. Mivel gáz halmazállapotú vegyület, ezért a természetben közvetlenül nem juttatható ki a célnövények felszínére. Helyette olyan vegyületeket alkalmaznak, amiből fokozatosan szabadul fel az etilén a növényi szövetekben, mint bomlástermék. Ilyen a 2-klóretil-foszfonsav (etefon), amelyet több készítményben alkalmaznak (Ethrel, Rol-Fruct, stb.) Az abszcizinsavnak a levelek öregedését indukáló, a szár növekedését gátló, a gumók számát emelő, a rövidnappalos növényeknél virágzást indukáló, a virágok nyílását késleltető, a vízháztartást szabályozó, a raktározó szervek kihajtását és a csírázást gátló hatásai alapján számos fontos mezőgazdasági felhasználási lehetőség kínálkozik. A növények azonban gyorsan metabolizálják az abszcizinsavat, ezért a többszörös kezelés szükségessége miatt a mezőgazdasági felhasználás értéke bizonytalan.

Gyomirtás szintetikus növényi hormonokkal

Mindmáig legjelentősebb felfedezés a szintetikus auxinok gyomirtószerként való alkalmazása volt. Az auxinok, mint terméshozamot növelő szerek nem váltak be, de minden addiginál nagyobb hatású gyomirtószernek bizonyultak, mivel hatásuk addig nem ismert, szelektív jelleggel rendelkezett. A gabonafélékből az ún. széleslevelű gyomokat, azaz a kétszikűeket permetezéssel gyorsan el lehetett pusztítani. A két elsőnek bevezetett szelektív, hormonbázisú gyomirtószer a 2,4-D és MCPA (2-metil-4-klórfenoxiecetsav), illetve ezek származékai voltak, ezeket követték más alkán-fenoxikarbonsavak, pl. 2,4,5-T és származékai.

Az indolpropionsav, NES és a NOA kivételével, mint a szerkombinációk hormonbázisú komponensei, igen nagy gyakorlati jelentőséggel bírnak a szelektív gyomirtásban. A szelektivitásban nagyon fontos a vegyület sorsa a növényi szövetben. A legtöbb herbicid molekula ugyanis a szimplasztba való bejutása után bizonyos időn belül metabolizálódik és kémiailag átalakul. Így a herbicid molekulák több-kevesebb része, vagy egésze nem is éri el a hatás kifejtés helyét, vagy ott alakul át olyan termékké, amelynek kevés toxicitás a van, vagy már nem is toxikus (detoxikálás). A proherbicidek esetében pedig éppen a metabolizmus során keletkezett termék válik toxikussá (aktiválás).

A herbicidek detoxikálási és aktiválási folyamataiban jelentős szerepük van a talaj mikroorganizmusainak is, mert azok anyagcseréje által szintén megvalósulhatnak ezek a reakciók.